高性能的新型太阳能电池之谜被揭开 其清晰度令人震惊

剑桥大学的研究人员使用了一套相关的多模态显微镜方法，第一次直观地看到了为什么钙钛矿材料似乎对其结构中的缺陷如此“容忍”。他们的发现于11月22日发表在《自然-纳米技术》上。

生产太阳能电池板最常用的材料是晶体硅，但要实现高效的能量转换，需要一个耗能和耗时的生产过程来创造所需的高度有序的结构。在过去的十年中，钙钛矿材料作为有前途的替代品出现了。

用于制造它们的铅盐比晶体硅丰富得多，生产成本也低得多，而且它们可以在液体墨水中制备，只需打印就可以生产出材料的薄膜。它们还显示出其他光电应用的巨大潜力，如高能效的发光二极管（LED）和X射线探测器。

钙钛矿的令人印象深刻的性能是令人惊讶的。一个优秀的半导体的典型模型是一个非常有序的结构，但不同的化学元素在包晶石中的组合阵列创造了一个更加“混乱”的景观。

这种异质性造成了材料中的缺陷，导致了纳米级的”陷阱”，从而降低了设备的光电性能。但是，尽管存在这些缺陷，钙钛矿材料仍然显示出与其硅替代品相当的效率水平。

事实上，该小组的早期研究表明，无序结构实际上可以提高钙钛矿光电子学的性能，他们的最新工作试图解释原因。 结合一系列新的显微镜技术，该小组展示了这些材料的纳米级化学、结构和光电景观的完整画面，揭示了这些竞争因素之间复杂的相互作用，并最终显示出哪种因素处于领先地位。

通过与剑桥大学卡文迪许实验室、位于迪德科特的钻石光源同步辐射设施和日本冲绳科学技术研究所合作，研究人员使用了几种不同的显微镜技术来观察过氧化物薄膜中的相同区域。然后，他们可以比较所有这些方法的结果，以展示这些有前途的新材料在纳米级发生了什么的全貌。

这些发现将使该小组和该领域的其他人能够进一步完善钙钛矿太阳能电池的制造方式，以实现效率最大化。

更重要的是，研究团队在这项工作中开发的这套采集工具可以扩展到研究任何其他光电材料，这可能是更广泛的材料科学界非常感兴趣的事情。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com